二叉树的中序遍历(C语言)

我们从两个方向讲解二叉树的中序遍历(递归+迭代)

一.递归

思想:

从根节点开始向其的左孩子遍历,一直访问每个节点的左孩子,当其走到NULL时返回,返回时记录每个节点的数值,然后访问该节点的右孩子,如果为NULL直接返回上一层,如果不为NULL则重复上面的操作,直到遍历完所有的节点为止.

代码如下:

void BTreeInOrder(struct TreeNode* root,int* arry,int* returnSize){//中序遍历
    if(NULL==root){//判出条件
        return;
    }
    BTreeInOrder(root->left,arry,returnSize);
    arry[(*returnSize)++]=root->val;
    BTreeInOrder(root->right,arry,returnSize);
}

具体运行过程:(如图)

二. 迭代:

思想:(前序遍历是入栈时记录结点数值(具体可看我之前写的前序遍历),中序遍历是出栈时记录结点数值)

我们根据上面知道递归的过程是如何进行的,所以可以使用栈来模仿这个过程,从而使用迭代实现二叉树的中序遍历,第一个循环从根节点开始进行入栈,每次让栈顶元素的左孩子入栈直到栈顶元素为NULL时进入下一个循环,先将NULL出栈,然后记录栈顶元素的数值和地址再将其出栈,之后将这个记录的元素的右孩子入栈,为NULL则继续第二个循环,不为NULL则退出第二个循环,继续进行第一个循环,直到所有的结点访问完为止.

代码如下:

typedef struct TreeNode BTNode;

typedef struct Stack{//C语言中没有栈,所以我自己定义个栈的结构体方便后面使用
    BTNode* a_[100];//存储结点的指针数组
    int size;//数组长度
}Stack;

void StackPush(Stack* b,BTNode* root){//入栈
    b->a_[b->size++]=root;
}

void StackPop(Stack* b){//出栈
    b->size--;
}

int* inorderTraversal(struct TreeNode* root, int* returnSize){//中序遍历
    int* a=(int*)malloc(sizeof(int)*100);//动态创建数组用来存储遍历时的结点数值
    if(NULL==a){
        printf("申请节点失败!\n");
        return NULL;
    }
    Stack b;//创建栈变量
    int i=0;
    BTNode* root_temp;//创建一个指针变量用来记录出栈时的栈顶元素
    b.size=0;//初始化栈
    StackPush(&b,root);//先将根节点入栈
    while(NULL != b.a_[b.size-1]){//第一个循环
        StackPush(&b,b.a_[b.size-1]->left);//将栈顶元素的左孩子入栈,直到栈顶为NULL时进入
//下一个循环
        while(NULL == b.a_[b.size-1]){//第二个循环
            StackPop(&b);//向将NULL出栈
            if(0==b.size){//判断是否访问完所有结点
                (*returnSize)=i;
                return a;
            }
            a[i++]=b.a_[b.size-1]->val;//记录栈顶元素的值
            root_temp=b.a_[b.size-1];//记录栈顶元素的地址
            StackPop(&b);//将栈顶元素出栈
            StackPush(&b,root_temp->right);//将记录的元素的右孩子入栈,继续进行循环
        }
    }
    (*returnSize)=i;
    return a;
}

具体运行过程:(如图)